機(jī)械制造基礎(chǔ)第6章 典型機(jī)械零件的加工

機(jī)械制造基礎(chǔ)賈穎蓮教授二〇二〇年二月第6章典型機(jī)械零件的加工6.1金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)6.2軸類零件的加工6.3套類零件的加工6.4齒輪零件的加工熟悉工業(yè)生產(chǎn)中常用的金屬竊喜加工方法和設(shè)備，掌握機(jī)械零件生產(chǎn)工藝過程和典型機(jī)械零件的加工工藝。學(xué)習(xí)目標(biāo)機(jī)械加工工藝過程分析與典型機(jī)械零件的加工。知識(shí)點(diǎn)技能點(diǎn)金屬切削加工、金屬切削機(jī)床、機(jī)械加工工藝過程、各種表面的加工方法、典型機(jī)械零件的加工等。第6章典型機(jī)械零件的加工金屬切削加工叫冷加工，它是利用刀具和弓箭之間的相對運(yùn)動(dòng)，從毛坯或半成品上切去多余的金屬，以獲得所需要的精度和表面質(zhì)量的零件。金屬切削方法有：車削、鉆削、銑削、鏜削、刨削、磨削、拉削、齒輪加工及鉗工等。6.1.1切削運(yùn)動(dòng)與切削用量1、切削運(yùn)動(dòng)切削加工時(shí)，刀具和工件之間的相對運(yùn)動(dòng)稱為切削運(yùn)動(dòng)。分為主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)兩類。6.1金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)6.1金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)主運(yùn)動(dòng)：切削運(yùn)動(dòng)中切下切屑所必需的基本運(yùn)動(dòng)。在切削運(yùn)動(dòng)中，主運(yùn)動(dòng)的速度最高，消耗的功率也最大。如：車削外圓時(shí)主軸帶動(dòng)弓箭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，鉆孔時(shí)鉆頭的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，銑平面時(shí)銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在切削過程中，主運(yùn)動(dòng)只有一個(gè)。6.1金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：使被切削的金屬層不斷投入切削的運(yùn)動(dòng)。如：車削外圓時(shí)車刀沿縱向的直線運(yùn)動(dòng)，銑平面時(shí)工件的縱向直線移動(dòng)，鉆孔時(shí)鉆頭沿軸線移動(dòng)等。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)可以有多個(gè)，如圖6.1所示。6.1金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)2、切削用量切削用量是指切削速度、進(jìn)給量及背吃刀量的總成。在切削加工時(shí)，工件上會(huì)形成三個(gè)不斷變化的表面，如圖6.2所示。待加工表面—需切去金屬的表面已加工表面—切削后得到的表面過度表面—正在被切削的表面切削用量三要素：切削速度進(jìn)給量背吃刀量6.1金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)1）切削速度切削速度指刀具切削刃上選定點(diǎn)相對于待加工表面在主運(yùn)動(dòng)方向上的線速度，以v表示。當(dāng)主運(yùn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，切削速度為D-被切削件（或刀具）的直徑n-被切削件（或道具）的轉(zhuǎn)速6.1金屬切削加工基礎(chǔ)知識(shí)2）進(jìn)給量進(jìn)給量指進(jìn)給方向上相對于工件的位移量，即工件（刀具）每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)時(shí)，刀具沿進(jìn)給方向移動(dòng)的距離（走刀量），以f表示。如果主運(yùn)動(dòng)為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)（如刨削、插削），則進(jìn)給量的單位為mm/次。3）背吃刀量背吃刀量指工件已加工表面和待加工表面間的垂直距離，以ap表示。在車床車外圓時(shí)，被吃刀量公式：D-待加工表面直徑d-已加工表面直徑6.1.2金屬切削刀具1、刀具幾何形狀種類及用途無論哪種刀具，其切削部分均可近似的看成是外圓車刀切削部分演變的結(jié)果，如圖6.3所示。6.1.2金屬切削刀具1）車刀的組成車刀由刀頭和刀桿兩部分組成，刀頭為切削部分，刀桿為支承部分，如圖6.4所示。前刀面：切屑流出所經(jīng)過的刀面主后刀面：對著工件切削表面的刀面副后刀面：對著工件已加工過表面的刀面主切削刃：前刀面與主后刀面的交線副切削刃：前刀面與副后刀面的交線刀尖：主切削刃與副切削刃的交點(diǎn)，一般為半徑很小的圓弧，以保證刀尖具有足夠的強(qiáng)度。6.1.2金屬切削刀具2）刀具切削部分的幾何角度（1）輔助平面為了確定各刀面與刀刃在空間的位置和測量角度，需選擇一些輔助平面作為基準(zhǔn)，如圖6.5所示。輔助平面有：基面—切削刃上任意一點(diǎn)的基面是通過該點(diǎn)并垂直于該點(diǎn)住運(yùn)動(dòng)方向的平面；切削平面—切削刃上任意一點(diǎn)的切削平面是通過該點(diǎn)并和工件切削表面相切的平面；正交平面—主切削刃上任意一點(diǎn)的正交平面是通過該點(diǎn)并垂直于主切削刃在基面上投影的平面。6.1.2金屬切削刀具（2）車刀的主要幾何角度在正交平面內(nèi)測量的主要有前角、后角，如圖6.6所示。前角γ0：前刀面與基面之間的夾角。當(dāng)前刀面與主切削平面夾角為銳角時(shí)，前角為正值；為鈍角時(shí)，前角為負(fù)值；前角表示前刀面的傾斜程度，前角越大，刀就越鋒利，切削就越省力。單前角不能過大，否則刀刃強(qiáng)度降低，影響刀具的壽命。6.1.2金屬切削刀具后角α0：主后刀面與切削平面之間的夾角，它表示主后刀面的傾斜程度。合適的后角可以減少主后刀面與工件過度表面之間的摩擦，后角越大，摩擦越小。后角不能過小，否則會(huì)使刀刃的強(qiáng)度降低，影響刀具的壽命。6.1.2金屬切削刀具（2）車刀的主要幾何角度在基面內(nèi)測量的角度有主偏角。主偏角kr：主切削刃在基面上的投影與進(jìn)給方向的夾角。當(dāng)背吃刀量與進(jìn)給量不變時(shí)，改變主偏角的大小可改變切削刃參加切削的工作長度，使切削厚度和切削寬度發(fā)生變化。在加工強(qiáng)度、硬度較高的材料時(shí)，應(yīng)選較小的主偏角，以提高刀具的耐用度。在加工細(xì)長工件時(shí)，應(yīng)選較大的主偏角，以減少徑向切削力所引起的工件變形和振動(dòng)。6.1.2金屬切削刀具（2）車刀的主要幾何角度在切削平面內(nèi)測量的角度有刃傾角。刃傾角λs：在切削平面內(nèi)主切削刃與基面之間的夾角。刃傾角的作用是影響刀尖強(qiáng)度并控制切屑流出的方向，角度可謂正值、負(fù)值或零，如圖6.7所示。6.1.2金屬切削刀具3）刀具的種類和用途（1）車刀車刀是車削加工所使用的道具，可分為外圓刀、鏜孔刀、切斷刀、螺紋車刀、成形車刀等。如圖6.8所示。6.1.2金屬切削刀具（2）銑刀如圖6.9所示。加工平面選用：圓柱形銑刀和端銑刀加工各種溝槽可選用三面刃銑刀、立銑刀、鍵槽銑刀和T形銑刀；加工角度時(shí)選用角度銑刀；成型銑刀則用于加工成型面。6.1.2金屬切削刀具（3）鉆頭有中心鉆，麻花鉆，擴(kuò)孔鉆，深孔鉆等，常用的麻花鉆。標(biāo)準(zhǔn)麻花鉆由鉆柄、工作部分和頸部組成，如圖6.10所示。6.1.2金屬切削刀具（4）刨刀刨刀與車刀形狀及幾何參數(shù)相似，如圖6.11所示。刨刀的刀桿比較粗，而且長制成彎頭，因?yàn)榕傧魇菙嗬m(xù)切削，刨刀切削工件時(shí)受較大的沖擊力。彎刨刀能緩和沖擊、避免崩刃，并能保證在受力發(fā)生彎曲變形時(shí)不致啃傷工件表面，如圖6.12所示。6.1.2金屬切削刀具（5）砂輪砂輪是磨削工具，它是用顆粒狀的磨料經(jīng)結(jié)合劑粘結(jié)而成的多孔體，如圖6.13所示。常用的砂輪有平板形、碗形、蝶形等，見圖6.14.6.1.2金屬切削刀具2、刀具材料常用刀具材料有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金鋼及非金屬陶瓷材料等。其中最多的是高速鋼和硬質(zhì)合金。承受一定切削速度、形狀復(fù)雜的刀具，如銑刀，拉刀，齒輪加工刀具等，主要采用高速鋼制造。硬質(zhì)合金由于性能較脆，主要用做車刀、銑刀、刨刀、鉸刀等道具的鑲焊刀片。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象1、金屬切削過程金屬切削過程是刀具與工件間相互作用又相對運(yùn)動(dòng)的過程。切削過程中產(chǎn)生的各種物理現(xiàn)象，如切削力，切削熱和刀具磨損等，都是由于切削過程中金屬變形和摩擦引起的。2、切屑的形成于種類切屑形成過程的實(shí)質(zhì)是一種擠壓過程。被切削的金屬在擠壓過程中主要精力剪切滑移變形而形成切屑。常見的切屑有以下三種，如圖6.16所示。形成條件影響名稱簡圖形態(tài)變形帶狀，底面光滑，背面呈毛茸狀節(jié)狀，底面光滑有裂紋，背面呈鋸齒狀粒狀不規(guī)則塊狀顆粒剪切滑移尚未達(dá)到斷裂程度局部剪切應(yīng)力達(dá)到斷裂強(qiáng)度剪切應(yīng)力完全達(dá)到斷裂強(qiáng)度未經(jīng)塑性變形即被擠裂加工塑性材料，切削速度較高，進(jìn)給量較小，刀具前角較大加工塑性材料，切削速度較低，進(jìn)給量較大，刀具前角較小工件材料硬度較高，韌性較低，切削速度較低加工硬脆材料，刀具前角較小切削過程平穩(wěn)，表面粗糙度小，妨礙切削工作，應(yīng)設(shè)法斷屑切削過程欠平穩(wěn)，表面粗糙度欠佳切削力波動(dòng)較大，切削過程不平穩(wěn)，表面粗糙度不佳切削力波動(dòng)大，有沖擊，表面粗糙度惡劣，易崩刀帶狀切屑節(jié)狀切屑單元切屑崩碎切屑表1-1切屑類型及形成條件6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象1）帶狀切屑切屑呈連續(xù)的帶狀或螺旋狀，與前刀面接觸的面很光滑，背面則呈毛茸狀。用較大前角、較高的切削速度和較小的進(jìn)給量切削塑性材料時(shí)，容易得到帶狀切屑。切屑連續(xù)不斷，易纏繞在工件上，不利于切屑的清除和運(yùn)輸，應(yīng)采取斷屑措施。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象2）節(jié)狀切屑切屑的背面呈鋸齒形，底面有時(shí)出現(xiàn)裂紋。采用較低的切削速度和較大的進(jìn)給量切削中等硬度的鋼件時(shí)，容易得到節(jié)狀切屑。節(jié)狀切屑的形成過程是典型的金屬切削過程，由于切削力波動(dòng)較大，切削過程不平穩(wěn)，弓箭表面較粗糙。3）崩碎切屑切削鑄鐵等脆性材料時(shí)，切削曾產(chǎn)生彈性變形后，一般不經(jīng)過塑性變形就突然崩碎，形成不規(guī)則的碎塊狀屑片，成為崩碎切屑。產(chǎn)生崩碎切屑時(shí)，切削力和熱都集中在主切削刃和刀尖附近，刀尖易磨損，切削過程不平穩(wěn)，影響表面質(zhì)量。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象3、積屑瘤1）積屑瘤的形成切削塑性材料時(shí)，由于切屑底面與前刀面的擠壓和劇烈摩擦，使切屑底層的流動(dòng)速度低于上層的流動(dòng)速度，形成滯留層。當(dāng)前刀面對滯流層的摩擦阻力大于切屑本身分子間結(jié)合力時(shí)，滯流層的部分新鮮金屬就會(huì)粘附在刀刃附近，形成楔形的積屑瘤，如圖6.17所示。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象2）積屑瘤對切削過程的影響積屑瘤對切削加工有積極的一面。積屑瘤經(jīng)過強(qiáng)烈的塑性變形而被強(qiáng)化，其硬度遠(yuǎn)高于被切金屬的硬度，能代替切削刃進(jìn)行切削，起到保護(hù)切削刃和減少道具磨損的作用。積屑瘤的產(chǎn)生增大了刀具的工作前角，使切屑容易變形并減小切削力，見圖6.17b。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象積屑瘤對切削加工又存在不利的一面。積屑瘤不穩(wěn)定，時(shí)大時(shí)小，時(shí)有時(shí)無，其頂端伸出刀尖之外，使切削深度和切削厚度不斷變化，影響尺寸精度，并導(dǎo)致切削力變化，引起振動(dòng)。同時(shí)，積屑瘤會(huì)在已加工表面刻劃出不均勻的溝痕，并有一些積屑瘤碎片黏附在已加工表面上，影響到表面粗糙。所以，精加工時(shí)應(yīng)避免產(chǎn)生積屑瘤。3）積屑瘤的控制防止積屑瘤的產(chǎn)生，通?？刹捎玫退倩蚋咚偾邢鳎瑴p小進(jìn)給量，增大刀具前角，精細(xì)研磨前刀面，合理選用切削液等措施。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象4、切削力1）切削力的分解在切削過程中，刀具上所有參與切削的各切削部分所產(chǎn)生的切削力的合力稱為刀具的總切削力。將切削力分解成三個(gè)相互垂直的里，如圖6.18所示。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象總切削力在主運(yùn)動(dòng)方向上的正投影，稱為切削力，也成為切向力。Fc表示。總切削力在進(jìn)給方向上的正投影，稱為進(jìn)給力，也稱軸向力，用Ft表示。垂直于工作平面上的分離，稱為背向力，也稱徑向力。Fp表示，是設(shè)計(jì)機(jī)床主軸軸承和校驗(yàn)機(jī)床剛度的主要依據(jù)。背向力對工件的加工精度影響最大。切削加工時(shí)，F(xiàn)p作用在機(jī)床和工件剛度最差的方向上，易使工件產(chǎn)生彈性彎曲，引起振動(dòng)。對剛度差的細(xì)長軸類弓箭，背向力對其加工精度的影響見圖6.19.使用雙頂尖裝夾時(shí)，加工后弓箭易成鼓形‘使用三爪自定心卡盤裝夾時(shí)，加工后工件呈喇叭形。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象2）影響切削力的因素工程材料、切削用量、刀具角度影響較大。材料強(qiáng)度、硬度越高，則變形抗力越大，切削力也越大；切削用量增大，將導(dǎo)致切削力增大；刀具前角增大、刃口鋒利，可使切削力減小。除上述因素以外，刀尖圓弧半徑、刀具磨損、刀具材料和冷卻潤滑條件都可以影響切削力。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象5、切削熱與切削溫度1）切削熱的產(chǎn)生與傳播在切削過程中所消耗的功，絕大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，即切削熱。切削熱的主要來源：被切削層金屬的變形、切削與前刀面的摩擦和工件與刀具后面的摩擦。切削熱通過切削、工件、刀具以及周圍介質(zhì)傳播。傳入切屑和介質(zhì)的切削熱越多，對工件越有利。傳入工件會(huì)引起工件熱變形，影響尺寸和形狀精度。特別對加工薄壁零件、細(xì)長桿零件和精密零件時(shí)，熱變形影響最大。傳入刀具的熱會(huì)使刀頭的溫度升高，高速切削時(shí)，刀頭溫度最高處可達(dá)10000C以上。刀頭溫度過高，將加快刀具磨損。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象2）切削區(qū)域的平均溫度稱為切削溫度。影響切削溫度有四點(diǎn)：（1）工件材料材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削時(shí)消耗的功越多，切削溫度就越高。在強(qiáng)度、硬度大致相同的條件下，塑性、韌性好的材料切削時(shí)塑性變形嚴(yán)重，產(chǎn)生的切削熱較多，切削溫度升高。材料熱導(dǎo)性好，可降低切削溫度。（2）刀具角度刀具前角和主偏角對切削溫度也有較大影響。一般，增大前角、減小主偏角會(huì)使切削溫度降低。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象（3）切削用量切削速度、進(jìn)給量、背吃刀量對切削溫度的影響中，切削速度影響最大，背吃刀量影響最小。從降低切削溫度考慮，優(yōu)先采用大的背吃刀量和進(jìn)給量，再確定合理的切削速度。（4）切削液切削液既能迅速從切削區(qū)帶走大量的熱，又能減小摩擦，可使切削溫度明顯下降。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象6、刀具的磨損和耐用度在切削過程中，刀具在高壓、高溫和強(qiáng)烈摩擦條件下工作，切削刃由鋒利逐漸變鈍以致失去正常切削能力。刀具磨損超過允許值后，需及時(shí)刃磨，否則會(huì)引起振動(dòng)并使加工質(zhì)量下降。1）刀具的磨損形式刀具正常磨損時(shí)，按磨損部位不同，可分為主后面磨損、前刀面磨損、前刀面和主后面同時(shí)磨損三種形式，如圖6.20所示。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象（1）主后面磨損切削脆性材料或以較低的切削速度和較小的切削層公稱厚度切削蘇醒材料時(shí)，前刀面上的摩擦力不大，溫度較低，這時(shí)磨損主要發(fā)生在主后面上。主后面磨損程度用平均磨損高度VB表示。（2）前刀面磨損以較高的切削速度和較大的切削層公稱厚度切削塑性材料時(shí)，切削對前刀面的壓力大，摩擦劇烈，溫度高，在前刀面附近出現(xiàn)月牙洼，月牙洼擴(kuò)大到一定程度，容易造成刀具崩刃。前刀面磨損程度用月牙洼最大深度KT表示。（3）前刀面、主后刀面同時(shí)磨損以中等切削速度和中等切削層公稱厚度切削塑性材料時(shí)，常會(huì)發(fā)生前刀面和主后刀面的同時(shí)磨損。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象刀具磨損主要因素有：磨料磨損、粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損、氧化磨損、相變磨損等。刀具磨損分：初期磨損、正常磨損、急劇磨損三個(gè)階段。2）刀具耐用度刀具的耐用度是指刀具兩次刃磨之間實(shí)際切削的時(shí)間。制造實(shí)踐證明：硬質(zhì)合金車刀，耐用度大致為60-90min；鉆頭的耐用度大致為80-120min；硬質(zhì)合金銑刀耐用度大致為90-180min；齒輪刀具的耐用度大致為200-300min。有經(jīng)驗(yàn)的操作者常根據(jù)切削過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象，來判斷刀具是否已經(jīng)磨鈍。如：切削變色發(fā)毛、切削力突然增大、震動(dòng)與噪聲以及表面粗糙度值顯著增大等。6.1.3金屬切削過程及其物理現(xiàn)象刀具耐用度的選擇與生產(chǎn)率、成本有直接關(guān)系。選擇高的刀具耐用度，會(huì)限制切削用量的提高，特別是限制切削速度，這就影響生產(chǎn)率。若選擇過低的耐用度，則會(huì)增加磨刀次數(shù)、增加輔助時(shí)間和刀具材料的消耗，影響到生產(chǎn)率和成本。刀具耐用度與刀具重磨次數(shù)的乘積稱為刀具壽命。6.1.4工件材料的切削加工性1、衡量材料切削加工性的指標(biāo)切削加工性表征材料被切削加工的難易程度。常用的指標(biāo)有5點(diǎn)：1）一定刀具耐用度下的切削速度VT當(dāng)耐用度為T時(shí)，切削某種材料所允許的最大切削速度成為VT。VT越高，材料切削加工性越好。2）相對加工性Kτ以切削正火狀態(tài)45鋼的v60作基準(zhǔn)，寫作（v60）j，而把其他各種材料的v60同（v60）j相比，其比值Kτ稱為相對加工性。K

τ>1表示比45鋼加工型性好6.1.4工件材料的切削加工性3）已加工表面質(zhì)量容易獲得好的表面質(zhì)量的材料其切削加工性較好，反之較差。精加工時(shí)，常用此指標(biāo)來衡量切削加工性好壞。4）切屑控制或斷屑的難易容易控制或易于斷屑的材料，其切削加工性好，反之較差。在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上加工時(shí)，常用此指標(biāo)來衡量加工性好壞。5）切削力的大小在相同的切削條件下，切削力小的材料，其切削加工性好，反之較差。在粗加工時(shí)，當(dāng)機(jī)床剛度或動(dòng)力不足時(shí)，常用此指標(biāo)來衡量。6.1.4工件材料的切削加工性2、影響材料切削加工性的因素1）工件材料的性能材料的強(qiáng)度、硬度、塑性和熱導(dǎo)性都會(huì)影響到材料的切削加工性。材料的強(qiáng)度、硬度高，則切削力大、切削溫度高、刀具易磨損，切削加工性差。材料塑性高，則不易斷屑，難獲得好的表面質(zhì)量，切削加工性差。材料的熱導(dǎo)性差，切削熱不易傳散，切削溫度高，故切削加工性差。2）工件材料的化學(xué)成分及組織結(jié)構(gòu)隨著鋼的含碳量增加，其強(qiáng)度、硬度增加，塑性、韌性降低。低碳鋼塑性、韌性高，高碳鋼硬度、強(qiáng)度高，都對切削加工不利。中碳鋼的性能指標(biāo)較為適中，具有較好的切削加工性能。6.1.4工件材料的切削加工性硫、鉛等元素可以改善切削加工性；鋁、硅、鈦等元素在鋼中形成硬的碳化物、硅酸鹽和氧化物，使刀具磨損加劇，使切削性能變差。低碳鋼中的錳、磷、氮等元素可改善切削加工性能，而高合金鋼中這些元素，則會(huì)使切削性能變差。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)金屬切削機(jī)床簡稱機(jī)床，它是用切削加工方法將金屬的毛坯或半成品加工成零件的機(jī)器。機(jī)床時(shí)制造機(jī)械的機(jī)器，又稱“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”，機(jī)床是一般機(jī)械制造工廠中主要的加工設(shè)備，按臺(tái)數(shù)計(jì)，機(jī)床約占總設(shè)備的50-80%。金屬切削機(jī)床的品種和規(guī)格很多，為了便于區(qū)別、管理和使用，需對每種機(jī)床編制一個(gè)型號(hào)。機(jī)床型號(hào)不僅是一個(gè)代號(hào)，還可以反映出機(jī)床的類型、結(jié)構(gòu)特征、特性和主要技術(shù)規(guī)格。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)1、通用機(jī)床通用機(jī)床的型號(hào)由基本部分和輔助部分組成，中間用“/”隔開，讀作“之”。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)1）機(jī)床的類代號(hào)機(jī)床類代號(hào)用大寫漢語拼音字母表示，位于型號(hào)的首位見表6.1.我國機(jī)床為十一大類，其中如有分類者，在類代號(hào)前用數(shù)字表示區(qū)別（第一類不表示），如第二類的磨床在M前加2，寫成2M。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)2）通用特性代號(hào)如果某類型機(jī)床除有普通型式外，還具有表6.2所列的通用特性，在類代號(hào)之后，用大寫漢語拼音字母表示，如數(shù)控車床，在C后加K，寫成CK。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)3）機(jī)床的組、系代號(hào)每類機(jī)床分為若干組，每組又劃分為若干系。主要布局或使用范圍基本相同的同類機(jī)床，即為同一組；主要參數(shù)相同，主要結(jié)構(gòu)及布局型式相同的同一組機(jī)床，即為同一系。機(jī)床的組用以為阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于類代號(hào)或通用特性代號(hào)之后，機(jī)床的系用一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，位于組成代號(hào)之后。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)4）機(jī)床的主參數(shù)和第二主參數(shù)主參數(shù)位于組、系代號(hào)之后。如C6150車床，主參數(shù)折算值為50，折算系數(shù)為1/10,即主參數(shù)（床身上最大回轉(zhuǎn)直徑）為500mm。第二主參數(shù)加在主參數(shù)后，用“X”加以分開。如C2150X6表示最大棒料直徑為50mm的臥室六軸自動(dòng)車床。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)2、專用機(jī)床專用機(jī)床的編號(hào)方法如下：6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)1）設(shè)計(jì)單位代號(hào)設(shè)計(jì)單位為機(jī)床廠時(shí)，代號(hào)由機(jī)床廠所在城市名稱的大寫漢語拼音字母及該機(jī)床廠在該城市建立的先后順序號(hào)，或機(jī)床廠名稱的大寫漢語拼音字母表示；設(shè)計(jì)單位為機(jī)床研究所時(shí)，設(shè)計(jì)單位順序號(hào)由研究所名稱的大寫漢語拼音字母表示。6.1.5金屬切削機(jī)床的分類及型號(hào)2）專用機(jī)床的組代號(hào)專用機(jī)床的組代號(hào)一位阿拉伯?dāng)?shù)字表示，由1起始，位于設(shè)計(jì)單位代號(hào)之后，并用“-”分開，讀“至”。3）專用機(jī)床的設(shè)計(jì)順序號(hào)專用機(jī)床的設(shè)計(jì)順序號(hào)按各機(jī)床廠、所得設(shè)計(jì)順序排列，由“001”起始，位于專用機(jī)床的組代號(hào)之后。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介1、生產(chǎn)過程與工藝過程1）生產(chǎn)過程將原材料轉(zhuǎn)變?yōu)槌善返娜^程，稱為生產(chǎn)過程。包括：原材料運(yùn)輸和保存、生產(chǎn)準(zhǔn)備工作、毛坯制造、機(jī)械加工、熱處理、裝配、檢測、調(diào)試，以及油漆和包裝等。大致分為：毛坯制造、零件加工、產(chǎn)品裝配三個(gè)過程。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介2）工藝過程生產(chǎn)過程中，直接改變生產(chǎn)對象的形狀、尺寸、相對位置和性能等，使其成為成品或半成品的過程，稱為工藝過程，它是生產(chǎn)中的主要部分。機(jī)械加工車間生產(chǎn)過程中的主要部分，稱為機(jī)械加工工藝過程；裝配車間生產(chǎn)過程中的主要部分，稱為裝配工藝過程。2、機(jī)械加工工藝過程的組成工藝過程就是由一個(gè)或若干個(gè)順序排列的工序組成。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介1）工序工序是指一個(gè)（一組）工人，在一個(gè)工作地點(diǎn)（或一臺(tái)機(jī)床）上），對一個(gè)（或同時(shí)對幾個(gè)）工件所連續(xù)完成的那一部分工藝過程。工序是工藝路線的基本組成部分，也是安排生產(chǎn)計(jì)劃的基本單元。劃分工序的主要依據(jù)是工作地點(diǎn)是否變動(dòng)和工作是否連續(xù)。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介2）工步在加工表面（或裝配時(shí)的連接表面）、加工（或裝配）工具、轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量都不變的情況下所連續(xù)完成的那一部分工藝過程，稱為工步。以上任一因素改變后，即成為新的工步。工步是構(gòu)成工序的基本單元，一個(gè)工序可由一個(gè)或幾個(gè)工步組成。為簡化工步文件，對于那些連續(xù)進(jìn)行的若干個(gè)相同的工步，通常都看作一個(gè)工步，稱為復(fù)合工步。如：在同一個(gè)工序中，連續(xù)鉆幾個(gè)相同的孔就可看走一個(gè)復(fù)合工步。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介3）走刀同一工步中，若加工余量大，需用同一刀具在相同轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量下，對同一加工面進(jìn)行多次切削，則每切削一次就是一次走刀。4）安裝使工件在機(jī)床或夾具中占有正確位置的過程稱為定位。工件定位后將其固定不動(dòng)的過程稱為夾緊。將工件在機(jī)床或夾具中定位、夾緊的過程稱為安裝。在同一工序中，工件可能要經(jīng)過幾次安裝。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介5）工位為完成一定的工序部分，一次裝夾后，工件與夾具或設(shè)備的可動(dòng)部分一起相對刀具和設(shè)備的固定部分所占據(jù)的每一個(gè)位置。如：用分度頭銑六方，每轉(zhuǎn)位一次即為一個(gè)工位。采用多工位加工可以減少安裝次數(shù)，縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介3、生產(chǎn)綱領(lǐng)與生產(chǎn)類型1）生產(chǎn)綱領(lǐng)企業(yè)根據(jù)市場及自身的生產(chǎn)能力制訂生產(chǎn)計(jì)劃，在計(jì)劃內(nèi)應(yīng)當(dāng)生產(chǎn)的產(chǎn)品產(chǎn)量和進(jìn)度計(jì)劃，稱為生產(chǎn)綱領(lǐng)。一年制造的產(chǎn)品的數(shù)量，稱為年生產(chǎn)綱領(lǐng)，也叫年產(chǎn)量。零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)時(shí)包括備品率和廢品率在內(nèi)的年產(chǎn)量。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介2）生產(chǎn)類型單件生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、大批量生產(chǎn)單件生產(chǎn)產(chǎn)品品種不固定，單個(gè)制造一種產(chǎn)品，很少重復(fù)或不重復(fù)生產(chǎn)，稱為單件生產(chǎn)。成批生產(chǎn)產(chǎn)品品種基本固定，成批制造相同的零件，一般時(shí)周期性的重復(fù)進(jìn)行生產(chǎn)，稱為成批生產(chǎn)。每批所投入或產(chǎn)出的同一零件的數(shù)量，稱為批量。成批生產(chǎn)根據(jù)批量的大小和產(chǎn)品的特征又可分為小批生產(chǎn)、中批生產(chǎn)和大批生產(chǎn)。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介大量生產(chǎn)產(chǎn)品品種固定，零件的制造數(shù)量很多，大多數(shù)工作地點(diǎn)經(jīng)常重復(fù)的進(jìn)行一種零件的某一工序的加工，稱為大量生產(chǎn)。如：汽車廠，軸承廠等的生產(chǎn)，一般都屬于大量生產(chǎn)。各種生產(chǎn)類型的劃分和工藝特征見表6.3和6.4.6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介4、工件的安裝與定位1）工件的安裝（1）直接安裝直接安裝是將工件直接安裝在工作臺(tái)或通用夾具上，如用三爪卡盤、四爪卡盤、平口鉗、電磁吸盤等安裝工件。有時(shí)直接安裝工件不需另行找正，如用三抓卡盤或電磁吸盤安裝工件，有時(shí)工件需要進(jìn)行找正安裝。用百分表、劃針或用目測，在機(jī)床上直接找正工件，使工件獲得正確位置的方法稱為直接找正法。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介當(dāng)零件形狀很復(fù)雜時(shí)，可先用劃針在工件上畫出中心線、對稱線或各加工表面的加工位置，然后再按畫好的線來找正工件在機(jī)床上的位置的方法稱為劃線找正法。如圖6.21所示。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介（2）夾具裝夾如圖6.22所示，工件直接安裝在為其加工而專門設(shè)計(jì)和制造的家具中，無需進(jìn)行找正，就可迅速可靠的保證工件對機(jī)床和刀具的正確相對位置。此法易保證加工精度，能大大提高生產(chǎn)率而縮短輔助時(shí)間，同時(shí)能大大的減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。但因?qū)Ｓ脢A具的設(shè)計(jì)、制造和維修，需要投資，所以在成批生產(chǎn)或大批大量生產(chǎn)中應(yīng)用很廣。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介2）基準(zhǔn)的種類基準(zhǔn)時(shí)用來確定生產(chǎn)對象上幾何要素間的幾何關(guān)系所依據(jù)的點(diǎn)、線、面。分為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和工藝基準(zhǔn)兩類。（1）設(shè)計(jì)基準(zhǔn)在零件設(shè)計(jì)圖上用以確定其他點(diǎn)、線、面位置的基準(zhǔn)，稱為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。如圖6.23所示的軸套，軸線就是各外圓和內(nèi)孔的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，端面A時(shí)端面BC的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介（2）工藝基準(zhǔn)零件在加工、檢驗(yàn)與裝配過程中所采用的基準(zhǔn)，即在工藝過程中所采用的基準(zhǔn)，稱為工藝基準(zhǔn)。又可分為定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。定位基準(zhǔn)：是在加工中用作定位的基準(zhǔn)。如圖6.24機(jī)體，將底面3安裝在夾具上來加工45孔，則底面就是定位基準(zhǔn)。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介測量基準(zhǔn)：測量時(shí)所用的基準(zhǔn)。如圖6.23所示的軸套，內(nèi)孔時(shí)檢驗(yàn)ф40外圓徑向跳動(dòng)的測量基準(zhǔn)，表面A是檢驗(yàn)長度L、l的測量基準(zhǔn)。裝配基準(zhǔn)：是裝配時(shí)用來確定零件或部件在產(chǎn)品中的相對位置所采用的基準(zhǔn)。圖6.23中的軸套內(nèi)孔就是裝配基準(zhǔn)。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介3）定位基準(zhǔn)的選擇工件在加工過程中，如果以未經(jīng)加工過的毛坯面作為定位基準(zhǔn)的表面，稱為種基準(zhǔn)面為粗基準(zhǔn)；若是已加工過的表面，稱為精基準(zhǔn)。（1）粗基準(zhǔn)的選擇選擇粗基準(zhǔn)主要是選擇第一道機(jī)械加工工序的定位基準(zhǔn)，以便為后續(xù)加工提供精基準(zhǔn)。選擇不需加工的表面作粗基準(zhǔn)。如圖6.25.6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介選擇加工余量和公差最小的表面作粗基準(zhǔn)，如圖6.26。選擇光潔、平整、面積足夠大，裝夾穩(wěn)定的表面作粗基準(zhǔn)。粗基準(zhǔn)應(yīng)避免重復(fù)使用。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介（2）精基準(zhǔn)的選擇選擇精基準(zhǔn)基本原則：基準(zhǔn)重合原則；基準(zhǔn)統(tǒng)一原則；自為基準(zhǔn)原則；圖6.27互為基準(zhǔn)原則；可靠、方便原則。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介5、機(jī)械加工工藝路線的制訂1）制訂加工工藝路線的原則制訂工藝路線時(shí)，基本原則時(shí)保證零件的加工質(zhì)量，達(dá)到零件圖樣所提出的全部技術(shù)要求，并在此基礎(chǔ)上具有較高的生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)，還應(yīng)滿足技術(shù)上的先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)上的合理性和良好的勞動(dòng)條件。3）加工路線的選擇一般先根據(jù)表面的精度和表面粗糙度要求選定最終的加工方法，然后再由后向前確定各工序的加工方法。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介4）工藝階段的劃分（四個(gè)階段）（1）粗加工階段粗加工階段的主要作用時(shí)切除毛坯大部分加工余量，為半精加工提供定位基準(zhǔn)和均勻而適當(dāng)?shù)挠嗔?。此階段主要目標(biāo)是提高生產(chǎn)率。（2）半精加工階段半精加工階段的作用時(shí)減小粗加工后留下的誤差和表面缺陷層，為零件主要表面的精加工做好準(zhǔn)備，同時(shí)完成一些次要表面的加工，一般在熱處理前進(jìn)行。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介（3）精加工階段精加工階段的作用是使零件主要表面的加工達(dá)到圖樣的全部技術(shù)要求，此階段切去的余量很少。其主要目標(biāo)使全面保證加工質(zhì)量。（4）光整加工階段光整加工階段的作用是進(jìn)一步提高加工表面的尺寸精度和表面質(zhì)量，減小加工表面粗糙度值，主要適用于公差等級(jí)高于IT6，粗糙度值Ra0.2μm以下的表面。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介5）工序的集中與分散工序集中就是講零件的加工集中在少數(shù)幾道工序中完成，每道工序加工的內(nèi)容多。工序分散就是將零件的加工分散到很多道工序內(nèi)容完成，每道工序加工的內(nèi)容少，工藝路線很長。一般單件小批生產(chǎn)，按工序集中原則組織生產(chǎn)；大批大量生產(chǎn)，既可以采用多刀、多軸等高效、自動(dòng)機(jī)床、將工序集中，也可以將工序分散后組織流水生產(chǎn)。對于尺寸和質(zhì)量都很大的笨重零件，為了減少工件裝卸和運(yùn)輸?shù)膭趧?dòng)量，應(yīng)采用工序集中的原則；對于剛性差且精度高的精密工件，則工序應(yīng)分散。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介6）機(jī)械加工順序的安排（1）基面先行（2）先粗后精（3）先主后次（4）先面后孔（5）配套加工6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介7）熱處理工序的安排熱處理主要目的是用來提高材料的力學(xué)性能，改善工件材料的加工性能和消除內(nèi)應(yīng)力。（1）熱備熱處理包括：退火、正火、調(diào)質(zhì)等，其主要目的是改善切削加工性能，消除毛坯制造時(shí)所產(chǎn)生的殘余應(yīng)力。預(yù)備熱處理多在粗加工前后。調(diào)質(zhì)可以為表面淬火或滲氮時(shí)減小變形作好組織準(zhǔn)備，即可作為預(yù)備熱處理工序。如果調(diào)質(zhì)時(shí)以取得較好的綜合力學(xué)性能為目的，則調(diào)質(zhì)屬于最終熱處理工序。6.1.6機(jī)械加工工藝過程簡介（2）消除殘余應(yīng)力處理常用的消除殘余應(yīng)力處理工序有：人工時(shí)效、退火等，一般安排在粗、精加工之間進(jìn)行。（3）最終熱處理最終熱處理常安排在精加工前后，目的時(shí)提高零件的強(qiáng)度、表面硬度和耐磨性。常用的是淬火—回火，還有滲碳淬火、滲氮、液體碳氮共滲等化學(xué)熱處理。8）輔助工序的安排包括：檢驗(yàn)、清洗、去毛刺、去磁、倒棱邊、涂防銹油和平衡等。6.2軸類零件加工軸時(shí)組成及其的重要零件，主要功用是支承旋轉(zhuǎn)零件，傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。根據(jù)軸承受的載荷不同，可將軸分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動(dòng)軸三種。心軸時(shí)只承受彎矩的軸，如定滑輪軸、自行車軸；轉(zhuǎn)軸在工作時(shí)既承受彎矩又承受轉(zhuǎn)矩，如減速器中的輸出和輸入軸；傳動(dòng)軸只傳遞轉(zhuǎn)矩而不承受彎矩，如汽車中連接變速箱與后橋之間的軸。根據(jù)軸線形狀的不同，可將軸分為直軸、曲軸和繞性鋼絲軸。直軸按外形不同又可分為光軸和階梯軸。直軸一般為實(shí)心軸，有時(shí)為減輕重量也做成空心軸，如車床主軸。如圖6.28.6.2軸類零件加工6.2.2軸類零件的主要技術(shù)要求1、尺寸精度2、形狀精度3、位置精度4、表面粗糙度5、其他要求6.2.3軸類零件的材料、毛坯及熱處理1、軸類零件的材料一般軸類零件材料時(shí)45鋼，在經(jīng)過熱處理工藝，以獲得相應(yīng)的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。中等精度但轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，可選用40Cr等合金鋼。經(jīng)調(diào)質(zhì)和表面淬火處理后，具有較高的綜合力學(xué)性能。精度較高的軸，可選軸承鋼GCr15和彈簧鋼65Mn等材料，通過調(diào)制和表面淬火后，具有更高的耐磨性和耐疲勞性能。高轉(zhuǎn)速、重載荷等條件下工作的軸，可選20CrMnTi、20Mn2B等低碳合金鋼或38CrMoAlA中碳合金滲氮鋼。6.2.3軸類零件的材料、毛坯及熱處理2、軸類零件的熱處理鍛造毛坯在切削加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的力學(xué)性能。表面淬火一般安排在精加工之前，可牛爭淬火引起的局部變形。精度要求高的軸，在局部淬火或粗磨之后，還需進(jìn)行低溫時(shí)效處理，以保證軸的精度。6.2.4軸類零件的裝夾1、用外圓表面裝夾對于長徑比L/d不大的零件，可用工件的外圓面定位、夾緊并傳遞扭矩。一般采用三爪卡盤和四爪卡盤等通用夾具，或各種高精度的自動(dòng)定心專用夾具，如液性塑料薄壁定心夾具、膜片卡盤等。2、用兩中心孔定位裝夾當(dāng)工件長徑比較大時(shí)，一般先以重要的外圓表面作為粗基準(zhǔn)定位加工出中心孔，然后再以中心孔為精基準(zhǔn)定位，盡可能做到基準(zhǔn)統(tǒng)一、基準(zhǔn)重合、互為基準(zhǔn)、實(shí)現(xiàn)一次裝夾加工多個(gè)表面。6.2.4軸類零件的裝夾3、用內(nèi)孔表面裝夾加工空心軸的外圓表面時(shí)，常用帶中心孔的各種堵頭或拉桿芯軸來裝夾工件。如圖6.31所示。6.2.5主要表面的加工3、用內(nèi)孔表面裝夾軸主要加工面為外圓面，加工方法由車削加工和磨削加工1、車削加工有臥式車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔式車床、自動(dòng)或半自動(dòng)車床等，以臥式車床應(yīng)用最廣。圖6.32為CA6140車床，圖6.33為外圓表面車刀6.2.4軸類零件的裝夾6.2.4軸類零件的裝夾車外圓分為粗車、半精車和精車粗車以切除大部分加工余量為主要目的。公差等級(jí)為IT13-IT11，表面粗糙度Ra為50-12.5μm。半精車：公差等級(jí)為IT10-IT9，表面粗糙度Ra為6.3-3.2μm。精車：公差等級(jí)為IT8-IT6，表面粗糙度Ra為1.6-8μm。6.2.5主要表面的加工2、磨削加工用砂輪或涂覆磨具以較高的線速度對工件表面進(jìn)行加工的方法稱為磨削，它大多在磨床上進(jìn)行。磨削加工時(shí)一種精密的切削加工方法，能獲得高精度和低粗糙度的表面，能夠加工高硬度的材料及某些難加工的材料，有時(shí)也用于粗加工。磨外圓在普通外圓磨床和萬能外圓磨床上進(jìn)行。萬能磨床見圖6.34.6.2.5主要表面的加工6.2.5主要表面的加工磨外圓有縱磨法和橫磨法兩種，如圖6.35和6.36.6.2.5主要表面的加工縱磨法加工精度較高，表面粗糙度值較小，但生產(chǎn)率較低；橫磨法生產(chǎn)率高，加工精度低，表面粗糙度大?？v磨法廣泛用于各種類型的生產(chǎn)中。橫磨法只適用于大批量生產(chǎn)中磨削剛度較好、精度較低，長度較短的軸類零件上的外圓表面和成形面。6.2.6軸類零件加工示例6.2.6軸類零件加工示例表6.5為中批生產(chǎn)的輸出軸加工工藝過程6.3套類零件的加工套類零件主要指回轉(zhuǎn)體零件中的空心薄壁件，主要起支承或?qū)蜃饔谩D6.38所示為集中常見的套類零件ab為滑動(dòng)軸承，c為鉆套，e為氣缸套，f為液壓缸6.3.1套類零件的功用及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)6.3.2套類零件的主要技術(shù)要求1、內(nèi)孔與外圓的精度要求外圓直徑精度通常為IT7-IT5，表面粗糙度Ra為5-0.63μm。內(nèi)孔作為套類零件支承或?qū)虻闹饕砻妫髢?nèi)孔尺寸精度為IT7-IT6，表面粗糙度Ra為2.5-1.6μm.2、幾何形狀精度要求一般將外圓與內(nèi)孔的幾何形狀精度控制在孔徑公差內(nèi)即可。3、位置精度要求如內(nèi)孔的最終加工時(shí)在裝配之前進(jìn)行，則同軸度要求較高，通常同軸度為0.01-0.06mm。6.3.3套類零件的材料、毛坯及熱處理套類零件一般用鋼、鑄鐵、青銅和粉末冶金等材料制成。對一些強(qiáng)度和硬度要求較高的套類零件可選用優(yōu)質(zhì)合金鋼?？讖捷^大D>20mm時(shí)，采用型材（無縫鋼管），帶孔的鍛件或逐漸；孔徑較小D<20mm時(shí)，一般多選擇熱軋或冷拉棒料，也可采用實(shí)心逐漸；大批大量生產(chǎn)時(shí)，可采用冷擠壓、粉末冶金等先進(jìn)工藝。6.3.4套類零件的裝夾1、用外圓（或外圓與端面）定位裝夾一般使用三爪卡盤、四爪卡盤和彈簧夾頭等夾具。當(dāng)工件為毛坯件時(shí)，以外圓為粗基準(zhǔn)定位裝夾；當(dāng)工件外圓和端面已加工時(shí)，常以外圓或外圓與端面定位裝夾。2、用已加工內(nèi)孔定位裝夾在精加工后以內(nèi)孔定位來精加工外圓，可保證零件內(nèi)、外圓的同軸度。圓柱形心軸或可脹式彈性心軸可用在內(nèi)、外圓同軸度要求不高的場合。如圖6.39-6.42所示。6.3.4套類零件的裝夾6.3.5套類零件主要表面的加工套類零件的主要表面為內(nèi)孔，其加工方法也有很多。孔的技術(shù)要求與外圓面的技術(shù)要求基本相同，加工方法主要由鉆孔、鏜孔、拉孔等。1、鉆孔加工如圖6.43-6.45所示6.3.5套類零件主要表面的加工2、鏜孔加工如圖6.46-6.47所示3、拉削加工如圖6.48所示6.3.6典型套類零件加工示例如圖6.49所示6.3.6典型套類零件加工示例如圖6.49所示6.4齒輪零件的加工6.4.1齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)1、齒輪的功用齒輪在機(jī)器和儀器中應(yīng)用非常廣泛，主要作用時(shí)按一定的傳動(dòng)比傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。主要優(yōu)點(diǎn)：工作可靠，壽命較長；傳動(dòng)比穩(wěn)定，傳動(dòng)效率高；可實(shí)現(xiàn)平行軸、任意角相交軸、任意角交錯(cuò)軸之間的傳動(dòng)；適用的功率和速度范圍廣。6.4.1齒輪的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)缺點(diǎn)：加工和裝夾精度要求較高，制造成本也較高。不適宜于遠(yuǎn)距離兩軸之間的傳動(dòng)。2、齒輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)齒輪由齒圈和輪體組成：齒圈上均布著直齒、斜齒等齒輪；在輪體上有輪輻、輪轂、孔和鍵槽等。按齒輪圈上的分布形式，齒輪可分為直齒輪、斜齒輪和人字齒輪。按輪體的結(jié)構(gòu)形式，齒輪可分為盤類、齒輪軸和齒條等。6.4.2齒輪的主要技術(shù)要求齒輪應(yīng)滿足一下幾個(gè)方面的要求：1、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確性2、傳遞運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性3、載荷均勻性4、傳動(dòng)側(cè)隙的合理性6.4.3齒輪的材料、毛坯及熱處理1、齒輪材料的基本要求（1）齒面應(yīng)有足夠的硬度，以抵抗齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合以及塑性變形等；（2）齒芯應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較好的韌性，以抵抗齒根折斷和沖擊載荷；（3）應(yīng)有良好的加工工藝性能及熱處理性能，便于加工、提高力學(xué)性能。6.4.3齒輪的材料、毛坯及熱處理2、齒輪的常用材料對于低速重載的傳力齒輪，齒面受壓產(chǎn)生塑性變形和磨損，且輪齒易折斷，應(yīng)選用機(jī)械強(qiáng)度、硬度等綜合力學(xué)性能較好的材料，如20CrMnTi等；線速度高的傳力齒輪，齒面容易產(chǎn)生疲勞點(diǎn)蝕，所以齒面應(yīng)有較高的硬度，可用38CrMoAlA滲氮鋼；承受沖擊載荷的傳力齒輪，應(yīng)選用韌性好的材料，如低碳合金鋼18CrMnTi；非傳力齒輪可以選用不淬火鋼，鑄鐵、夾布膠木、尼龍等非金屬材料。一般用途的齒輪可采用45鋼等中碳結(jié)構(gòu)鋼和低碳合金鋼如20Cr，20CrMnTi等制成。6.4.3齒輪的材料、毛坯及熱處理3、齒輪的毛坯齒輪工作時(shí)，齒面承受接觸應(yīng)力和摩擦力，齒根承受彎曲應(yīng)力，有時(shí)還承受沖擊力，所以齒輪經(jīng)具有良好的綜合力學(xué)性能，一般選用鍛鋼毛坯。大批量生產(chǎn)時(shí)還可采用熱軋齒輪或精密模鍛齒輪，以提高力學(xué)性能。在單件或小批量生產(chǎn)時(shí)，直徑100mm以下的小齒輪也可用圓鋼棒為毛坯。直徑大于500mm的大型齒輪，鍛造比較困難，可用鑄鋼或球墨鑄鐵件為毛坯。6.4.3齒輪的材料、毛坯及熱處理3、齒輪的毛坯單件生產(chǎn)時(shí)，也可采用焊接方式制造大型齒輪的毛坯。低速運(yùn)轉(zhuǎn)且受力不大或多粉塵環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的開式齒輪，可采用灰鑄鐵鑄造成型。受力小的儀器儀表齒輪在大量生產(chǎn)時(shí)，可采用板材沖壓或非鐵合金壓力鑄造成型，也可用塑料注塑成型。6.4.3齒輪的材料、毛坯及熱處理4、齒輪的熱處理1）表面淬火一般用于中碳鋼和中碳合金鋼，表面淬火處理后齒面硬度可達(dá)52-56HRC，耐磨性好，齒面接觸強(qiáng)度高。2）滲碳淬火一般用于處理低碳鋼和低碳合金鋼，滲碳淬火后齒面硬度可達(dá)52-56HRC，耐磨性好，齒面接觸強(qiáng)度高，而輪齒芯部仍保持有較高的韌性，常用于受沖擊載荷的重要齒輪傳動(dòng)。6.4.3齒輪的材料、毛坯及熱處理4、齒輪的熱處理3）調(diào)質(zhì)一般用于處理中碳鋼和中碳合金鋼，調(diào)質(zhì)處理后齒面應(yīng)度可達(dá)220-260HBS。4）正火正火能消除內(nèi)應(yīng)力，細(xì)化晶粒，改善力學(xué)性能和切削性能。中碳鋼正火處理可用于機(jī)械強(qiáng)度要求不高的齒輪傳動(dòng)中。6.4.3齒輪的材料、毛坯及熱處理經(jīng)熱處理后齒面硬度HBS<350的齒輪稱為軟齒面齒輪，多用于中、低速機(jī)械。當(dāng)大小齒輪都是軟齒面時(shí)，考慮到小齒輪齒根較薄，彎曲強(qiáng)度較低，且承載次數(shù)較多，應(yīng)使小齒輪齒面硬度比大齒輪高20-50HBS。齒面硬度>350HBS的齒輪稱為硬齒面齒輪，其最終熱處理在齒輪精加工后進(jìn)行。熱處理后輪齒會(huì)發(fā)生變形，所以對于精度要求高的齒輪，需進(jìn)行磨齒。當(dāng)大小齒輪都是硬齒面時(shí)，小齒輪的硬度應(yīng)略高，也可和大齒輪相等。6.4.4齒輪的加工方法成形法和范成法兩種加工方法：成形法是用于被切齒輪齒間形狀相符的成形銑刀切出齒輪齒形的方法，這種方法制造出來的齒輪精度較低，只能用于低速的齒輪傳動(dòng)。范成法是零齒輪刀具與被切齒輪的嚙合運(yùn)動(dòng)而切出齒輪齒形的方法，利用這種方法制造出來的齒輪精度較高，但需要專用機(jī)床，常見的有滾齒機(jī)，插齒機(jī)，刨齒機(jī)和磨齒機(jī)等。6.4.4齒輪的加工方法1、成形法（仿形法）加工齒輪在萬能銑床上銑制圓柱齒輪見圖6.50，這種銑齒方法屬于成形法。銑制時(shí)，工件安裝在銑床的分度頭上，用一定模數(shù)的盤狀銑刀對齒輪齒間進(jìn)行銑削。當(dāng)加工完一個(gè)齒間后，進(jìn)行分度，再銑下一個(gè)齒間。6.4.4齒輪的加工方法2、范成法（展成法）加工齒輪1）在滾齒機(jī)上加工圓柱齒輪（1）滾齒原理與滾刀滾齒加工時(shí)根據(jù)展成原理（類似蝸輪蝸桿的嚙合，如圖6.51a）來加工齒輪的。6.4.4齒輪的加工方法所用的刀具稱為滾刀，滾刀的輪廓形狀與蝸桿相似，它是圍繞刀具圓柱面上形成的螺旋槽及垂直于螺旋槽方向切出的溝槽相交而形成切削刃的，該切削刃近似于齒條的齒形。齒條與同模數(shù)的任何齒數(shù)的齒輪都能正確嚙合，因此用滾刀滾切同一模數(shù)任何齒數(shù)的齒輪時(shí)，都能獲得要求的好齒形。6.4.4齒輪的加工方法6.4.4齒輪的加工方法

滾齒加工過程相當(dāng)于交錯(cuò)軸斜齒輪副嚙合運(yùn)動(dòng)的過程，只是其中一個(gè)斜齒輪的齒數(shù)很少，其分度圓上的螺旋升角也很小，所以它便成為蝸桿形狀。將蝸桿開槽、鏟背、淬火、刃磨等，便成為齒輪滾刀。當(dāng)齒輪滾刀按給定的切削速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，便在工件上逐漸切出漸開線的齒形。齒形的形成是由滾刀在連續(xù)旋轉(zhuǎn)中依次對工件切削的若干條包絡(luò)線包絡(luò)而成的。6.4.4齒輪的加工方法

（2）滾齒機(jī)及滾齒運(yùn)動(dòng)滾齒機(jī)的組成如圖6.53所示。滾齒時(shí)所有運(yùn)動(dòng)是由電動(dòng)機(jī)經(jīng)有關(guān)的傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，主要運(yùn)動(dòng)有以下幾種。主運(yùn)動(dòng)：滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n。分齒運(yùn)動(dòng)：是保證滾刀與被切齒輪之劍嚙合關(guān)系的運(yùn)動(dòng)，也就是滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，被切齒輪轉(zhuǎn)1/z轉(zhuǎn)。如果時(shí)頭數(shù)為k的滾刀，那么滾刀轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，就相當(dāng)于齒條向前移動(dòng)了k各齒距，所以被切齒輪也相應(yīng)轉(zhuǎn)過k個(gè)齒，及k/z。垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：要切除整個(gè)齒寬，必須時(shí)滾刀沿被切齒輪軸線作垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。6.4.4齒輪的加工方法6.4.4齒輪的加工方法（3）滾齒特點(diǎn)與銑齒相比：滾齒不但齒形精度高，而且分度的精度也高；滾吃法可用同一模數(shù)的滾刀加相同模數(shù)不同齒數(shù)的圓柱齒輪；連續(xù)切削，生產(chǎn)率高；應(yīng)用范圍廣，不但能滾直齒圓柱齒輪，還可以滾斜齒圓柱齒輪、渦輪等；一般不能加工內(nèi)齒輪和相距太近的多聯(lián)齒輪。6.4.4齒輪的加工方法2）在插齒機(jī)上加工圓柱齒輪（1）插齒原理與插齒刀利用齒條和齒輪嚙合的原理，創(chuàng)造了滾齒加工。利用一對齒輪嚙合的原理，實(shí)現(xiàn)了插齒加工，如圖6.54a。插齒刀就是一個(gè)在齒輪上磨出前角和后角而具有切削刃的齒輪，齒輪形成的包絡(luò)過程如圖6.54b所示。6.4.4齒輪的加工方法（2）插齒機(jī)及插齒運(yùn)動(dòng)插齒所用的機(jī)床稱插齒機(jī)，如圖6.55所示，插齒機(jī)具有以下基本運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)：插齒刀作直線的往復(fù)運(yùn)動(dòng)為主運(yùn)動(dòng)。分齒運(yùn)動(dòng)：插齒刀與工件（齒坯）各繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的嚙合運(yùn)動(dòng)。插齒刀每往復(fù)一次工件分度圓所轉(zhuǎn)過的弧長，稱為圓周進(jìn)給量。徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)：為使插齒到能逐漸地在工件上切至齒的全深，插齒刀就應(yīng)有一個(gè)向工件中心的徑向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。插齒刀每往復(fù)一次徑向移動(dòng)的距離，稱為徑向進(jìn)給量。6.4.4齒輪的加工方法讓刀運(yùn)動(dòng)：為避免插齒刀返回時(shí)，后刀面與工件已加工表面間發(fā)生的摩擦，在插齒刀返回時(shí)，工件應(yīng)讓開插齒刀；而當(dāng)插齒刀工作行程時(shí)，工件恢復(fù)原位，這種運(yùn)動(dòng)稱為讓刀運(yùn)動(dòng)。（3）插齒的特點(diǎn)插齒時(shí)，插齒刀沿輪齒全長連續(xù)的切下切屑，所以齒面粗糙度低；插齒的精度高于滾齒；插齒的生產(chǎn)率低于滾齒；插齒和滾齒一樣，同一模數(shù)的插齒刀可加工模數(shù)相同齒數(shù)不同的圓柱齒輪；插齒能加工用滾刀難以加工的內(nèi)齒輪和多聯(lián)齒輪，但加工斜齒輪不如滾齒方便。6.4.5齒輪齒形精加工1、剃齒剃齒在原理上屬展成法加工，所用刀具為地遲到（圖6.56），它的形狀很像一個(gè)斜齒圓柱齒輪，在齒面上開出許多小溝槽，已形成切削刃。在與被加工齒輪嚙合運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，剃齒刀齒面上眾多的切削刃，從工件表面上剃下細(xì)絲狀的切屑，提高齒形精度提高、降低齒面粗糙度，如圖6.57所示。6.4.5齒輪齒形精加工2、珩齒珩齒所用的工具為珩磨輪，用磨料與環(huán)氧樹脂等澆鑄成或熱壓而成，是具有很高齒形精度的斜齒輪。當(dāng)它以很高的速度帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)時(shí)，就能在工件表面上切出一層很薄的金屬層，使齒面的粗糙度降低。珩齒對齒形精度改善不大，主要時(shí)降低齒輪熱處理后的齒面粗糙度。6.4.5齒輪齒形精加工3、磨齒磨齒專門用來精加工已淬火的齒輪。按加工原理可分為形成法磨齒與展成法磨齒兩種。1）成形法磨齒需將砂輪靠外圓處的兩側(cè)邊修整成與工件齒間相吻合的形形狀，然后對已經(jīng)切削過的齒間進(jìn)行磨削（圖6.58）。這種方法生產(chǎn)率高，但受砂輪修整精度與分度精度的影響，加工精度較低。6.4.5齒輪齒形精加工2）展成法磨齒（1）用一雙斜邊砂輪磨齒，在錐面砂輪磨齒機(jī)上進(jìn)行，砂輪被修整成錐面以構(gòu)成家鄉(xiāng)齒條的齒面，如圖6.59.6.4.5齒輪齒形精加工（2）用兩個(gè)蝶形砂輪磨齒。如圖6.60所示兩個(gè)蝶形砂輪傾斜一定角度，以構(gòu)成假象齒條兩個(gè)或一個(gè)吃的兩外側(cè)面，同時(shí)對輪齒進(jìn)行磨削。用兩個(gè)蝶形查倫磨齒在雙砂輪磨齒機(jī)上進(jìn)行，可加工出精度很高的圓柱齒輪，但機(jī)床結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，生產(chǎn)率低，應(yīng)用不廣。6.4.5齒輪齒形精加工4、研齒把研磨劑加在研磨機(jī)的研具上，通過研具與工件的相互嚙合來加工齒輪，圖6.61.只有在工件余量不大的情況下，才能有效的提高研齒的精度及生產(chǎn)率。6.5箱體零件的加工6.5.1箱體零件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)箱體種類可分為：主軸箱、變速箱、操縱箱、進(jìn)給箱等，如圖6.62所示。6.5.2箱體零件的主要技術(shù)要求箱體零件中，機(jī)床主軸箱的精度要求較高，如以下幾項(xiàng)要求：1、孔徑精度主軸孔尺寸公差等級(jí)為IT6，其余孔IT7-IT6.2、孔的位置精度一般孔距允許誤差為而同一中心線上支承孔的同軸度約為最小孔尺寸公差一半6.5.2箱體零件的主要技術(shù)要求3、孔和平面的位置精度主要孔對主軸箱安裝基面的平行度，決定了主軸與床身導(dǎo)軌的相互位置關(guān)系，該精度是在總裝時(shí)通過刮研來保證的。為了減少刮研工作量，一般規(guī)定在垂直和水平兩個(gè)方向上，只允許主軸前端向上和向前偏。4、主要平面的精度裝配基面的平面度會(huì)影響主軸箱與床身連接時(shí)的接觸剛度，在加工過程中作為定位基面則會(huì)影響主要孔的加工精度，所以底面和導(dǎo)向面必須平直。為了保證箱蓋的密封性，還應(yīng)規(guī)定頂面的平面度要求。6.5.2箱體零件的主要技術(shù)要求5、表面粗糙度一般主軸孔的表面粗糙度Ra為0.4μm其余各縱向孔的表面粗糙度為Ra1.6μm孔的內(nèi)端面表面粗糙度為Ra3.2μm裝配基準(zhǔn)面和定位基準(zhǔn)面的表面粗糙度Ra2.5-0.63μm其他平面的表面粗糙度Ra10-2.5μm6.5.3箱體零件的材料及毛坯箱體零件材料常選用各種牌號(hào)的灰鑄鐵，HT200，HT250，HT300的等。某些負(fù)荷較大的箱體采用鑄鋼件；對于某些要求高的箱體可采用耐磨合金鑄鐵，高磷鑄鐵等。6.5.4箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性1、基本孔箱體的孔稱為通孔、階梯孔、盲孔、交叉孔等。通孔工藝性最好，又以孔長L與孔徑D之比L/D<1-1.5的短圓柱孔工藝性為最好；L/D>5的孔，稱為深孔。當(dāng)深度精度要求較高、表面粗糙度值較小時(shí)，加工就很困難。階梯孔的工藝性與“孔徑比”有關(guān)：孔徑相差越小則工藝性越好；孔徑相差越大，且其中最小的孔徑又很小，則工藝性越差。6.5.4箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性在精鏜或精校盲孔時(shí)，要用手動(dòng)送進(jìn)，或采用特殊工具送進(jìn)，所以盲孔的工藝性最差。盲孔內(nèi)端面的加工也特別困難，也應(yīng)盡量避免。2、同軸孔如圖6.63a所示，同一軸線上孔徑大小向一個(gè)方向遞減。采用鏜孔時(shí)，鏜桿從一端伸入，逐個(gè)加工活同時(shí)加工同軸線上的幾個(gè)孔，以保證較高的同軸度和生產(chǎn)率，單件小批生產(chǎn)時(shí)一般采用這種分布形式。6.5.4箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性如圖6.63b所示，同一軸線上孔徑大小從兩邊向中間遞減，可使刀桿從兩邊進(jìn)入，這樣不僅縮短了鏜桿長度，提高了鏜桿的剛性，而且為雙面同時(shí)加工創(chuàng)造了條件。如圖6.63c所示的分布形式，孔徑大小不規(guī)則排列，工藝性差，應(yīng)盡量避免。6.5.4箱體零件的結(jié)構(gòu)工藝性3、裝配基面箱體的裝配基面尺寸應(yīng)